面向大规模定制的Web零件库的研究

    3.4 基于本体的零件检索

    使用本体的目的是提高检索的查全率，实现多种推理检索。WebParts中的零件检索并不是针对具体的零件实例，而是针对零件族的。

    传统的查询以关键词匹配和布尔查询为主，无法实现同义概念(螺母、螺帽)、上下位概念(螺钉、内六角螺钉)的检索，因而在WebParts中，提出多层次的检索模型(如图8)。

图8 多层次检索模型

    (1)零件语义特征匹配   根据零件的功能结构特征关键词组合进行匹配查询，得到满足匹配条件的零件族本体关键词。

    (2)语义检索   采用基于本体的语义检索方式，能检索出与用户查询中所表达的具有同义、上下位等语义关系的实例信息。语义检索包括4个方面：①同义扩展检索。如第1.4节所述，表达同一概念的零件族节点可能有多种名称表达方式，分别为本体和关联本体，同义扩展将有关本体的关联本体检索出来。②语义蕴涵检索。本体概念之间存在上下位关系，蕴涵是下位关系。例如，用户输入“螺栓”，要求把所有符合条件的六角头螺栓、内六角螺栓和沉头螺栓等全列出来。③语义外延检索。根据蕴涵检索，输入“六角头螺栓”，外延检索时需要把满足条件的螺栓列出。④语义联想检索。概念的并列关系检索，例如输入“螺栓”，检索“螺钉”，也就是将父节点本体的所有子类本体检索出来。

    (3)精确检索   即精确匹配，通过前面的检索过程，可以得到一个本体列表，通过这个本体列表逐一构建对应的零件族的树，树的底端是零件相似族，它与零件实例相对应。

    在语义检索中，WebParts的本体推理搜索引擎利用本体读写 API(jena ontology API)对以OWL文件格式保存的本体库和关联本体库进行查询操作。

4 Web零件库中的关键技术

    4.1 基于HTTP隧道的对象串行化通讯

    在WebParts的客户端，大量使用Java applet来完成零件树的生成、事物特性表的定义与编辑，以及零件事物特性一览表的显示等功能，服务器则使用Java Servlet，因此WebParts主要的通讯问题存在于applet与Servlet之间。基于几方面考虑，决定采用基于HTTP隧道的对象串行化通讯方式来实现applet与Servlet之间的数据交换。

    (1)基于HTTP隧道的通讯过程

    客户端的applet首先要创建一个到服务器Servlet的HTTP链接(URLConnection)，基于此打开一个输出流DataOutputStream——即建立HTTP通讯隧道，然后将想要传递的参数以“?paramName=param Value&paramName2=paramValue2”的形式，通过当前打开的输出流传递到服务器Servlet上。Servlet解析出来自客户端的请求参数，执行相应的逻辑操作，将结果以序列化了的对象形式，通过基于HTTP隧道的输入流DataInputStream返回到客户端。通讯过程中，打开了的HTTP隧道将一直保持到通讯结束后才关闭。

    (2)服务器通讯字典

    客户端传递参数是以”url?“的形式进行的，理论上可以传递多个参数/值对。在 WebParts中规定只传递两个参数/值对“第一个参数表达需要执行的操作类型，即作为操作标志；第二个参数为具体内容，也可为空。因此，服务器需要建立一个通讯字典，根据来自客户端的参数执行相应的逻辑操作，以flag和contentString分别标志第一参数和第二个参数的值。WebParts服务器中的通讯字典部分内容如表1所示。

表1 WebParts服务器通讯字典部分内容

    4.2 数据缓存

    为了提高系统的速度，降低服务器的响应压力，在Web服务器启动时，WebParts将大量常用数据加载到内存中，客户通过网络请求所需数据时，服务器不再检索数据库，而直接从内存中提取并返回给客户端。

    例如，WebParts系统中零件树是从数据库提取数据动态生成的，这个过程比较耗时。服务器以Hashtable的形式保存各种零件树数据。用户浏览某个企业的零件树时，客户端通过HTTP通讯隧道向服务器发送企业ID，服务器Servlet直接从Hashtable中获取并返回。另一方面，通过查询零件关键词直接生成零件树，企业用结构化查询语言(Structured Query Language，SQL)为关键词保存查询结果，第二次查询时可以直接利用以往的查询结果，不需要再进行复杂的数据库查询操作。